基于單片機的led漢字點陣顯示屏的設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 13 時為低電平存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線MR用于主復(fù)位低電平有效 輸入輸出端10根移位寄存器有一個串行移位輸入Ds Pin14 和一個串行輸出Q7 Pin9 和一個異步的低電平復(fù)位存儲寄存器有一個并行8位的輸出端具備三態(tài)的總線輸出當(dāng)使能OE時存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線 88LED點陣顯示屏LED點陣顯示屏又叫電子顯示屏或者飄字屏幕是由LED點陣組成通過紅色燈珠的亮滅來顯示文字內(nèi)容可以隨時更換中小尺寸的LED信息顯示屏大多采用88LED點陣模塊拼接而成設(shè)計中使用的1588AD24單色紅色點陣模塊的外形尺寸其內(nèi)部電路接線及引腳排列如圖38所示LED點陣顯示屏引腳圖圖38 LED點陣顯示屏引腳圖LED點陣顯示屏具體介紹 1 行列輸入引腳16根L1L8為行輸入R1R8為列輸入行輸入為高且列輸入為低點亮相應(yīng)的燈珠 2 固定端2根1588AD24 88LED點陣屏設(shè)置了兩個固定引腳其穩(wěn)定作用LED點陣顯示屏內(nèi)部電路接線圖如圖39所示圖39 LED點陣顯示屏內(nèi)部接線圖LED點陣顯示屏的特點 1 屏幕尺寸可大可小最大可以做到300平米 2 視角大室內(nèi)屏視角大于177。60176。室外屏視角大于177。25176。 3 視距可通過選擇不同直徑與不同點距的產(chǎn)品來調(diào)整小道幾十厘米大到幾百米均可滿足要求目前最小直徑可做到1毫米 4 組態(tài)靈活簡單到數(shù)碼顯示復(fù)雜到全彩色視屏有不同種類的產(chǎn)品可以滿足要求室內(nèi)外都有相應(yīng)的產(chǎn)品 5 易與計算機接口支持軟件豐富LED信息顯示屏的分類方式根據(jù)應(yīng)用場所的不同可將LED信息顯示屏分為室內(nèi)與室外兩種 1 室內(nèi)屏主要用于室內(nèi)在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒作成點陣模塊再由模塊拼接成一定尺寸的顯示單元板根據(jù)用戶需求以顯示單元板為基本單元拼接成用戶所需要的尺寸 2 戶外屏主要用于室外在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒封裝成單個的發(fā)光二極管稱之為單燈用于制作戶外屏的單燈一般都采用具有聚光作用的反光杯來提高亮度再由多只LED單燈封裝成單只像素管而由像素管組成點陣式的顯示單元箱體根據(jù)用戶需要及顯示應(yīng)用場所以一個顯示單元箱體為基本單元組成所需要的尺寸箱體在設(shè)計上應(yīng)密封以達(dá)到防水防霧的目的使之適應(yīng)戶外環(huán)境根據(jù)像素點的大小戶外屏分為11111919和2626等規(guī)格根據(jù)所采用的LED的顏色可將LED信息顯示屏分為單色雙基色和全彩色3種 1 單色每個像素點只有一種顏色多數(shù)用紅色因為紅色的發(fā)光效率較高可以獲得較高的亮度也可以用綠色還可以是混色即一部分用紅色一部分用綠色一部分用黃色 2 雙基色每個像素點有紅綠兩種基色可以疊加出黃色在有灰度控制的情況下通過紅綠不同灰度的變化可以組合出多種顏色 3 全彩色全彩色也稱三基色每個像素點有紅綠藍(lán)3種基色在有灰度控制的情況下通過紅綠藍(lán)不同灰度的變化可以很好的還原自然界的色彩根據(jù)屏幕所具有的功能可將LED信息顯示屏分為條屏圖文屏視屏以及數(shù)碼屏4種 1 條屏這類顯示屏主要用于顯示文字它本身自帶1616或2424點陣字庫可獨立工作通過與計算機聯(lián)機以更新顯示內(nèi)容也可設(shè)計為用遙控器輸入漢字它最大的優(yōu)點是可以脫機工作缺點是顯示的字形字體單一因為這類屏幕多做成條形故稱為條屏 2 圖文屏這類顯示屏主要用于顯示文字和圖形一般無灰度控制它通過與計算機通信輸入信息與條屏相比圖文屏的優(yōu)點是顯示的字形字體豐富并可顯示圖形缺點是脫機工作時存儲的信息少與視屏相比圖文屏最大的優(yōu)點是一臺計算機可以控制多塊屏 3 視屏這類顯示屏屏幕像元與控制計算機監(jiān)視器像元呈一對一的映射關(guān)系有灰度控制所以其表現(xiàn)也極為豐富配置多媒體卡視屏還可以播放視頻信號視頻最大的優(yōu)點是開放性好最大的缺點是不能脫機工作數(shù)碼屏數(shù)碼屏是最廉價的LED顯示屏廣泛用于銀行匯率及利率顯示酒店海鮮價目表客房價目表等在多數(shù)情況下在數(shù)碼屏上加裝條屏來彌補數(shù)碼屏不能顯示文字的不足另外還有一種混合屏即4點陣數(shù)碼混合顯示它主要用于證券行情顯示路1．仿真電路如圖310所示2．硬件實物圖311 點陣顯示屏部分硬件實物圖明兩塊74HC138譯碼器組成416譯碼兩塊的A0A1A2組成低三位輸入定義控制低八位輸出的芯片為U1高八位輸出的芯片為U2U1的E2腳與U1的E1腳相連作為譯碼器的第四位當(dāng)?shù)谒奈粸榈碗娖?0時選擇的是U1的輸出端即輸出的低八位第四位為高電平 1時選擇的是U2的輸出端即輸出的高八位U1的E3腳與U2的E2E3腳相連組成譯碼器輸出的控制端當(dāng)給它們的輸入為低電平時譯碼器輸出通過以上的引腳來控制輸出的時間和輸出的引腳從而選通LED點陣顯示屏相應(yīng)的行串行八位數(shù)據(jù)由單片機的RXD輸入到第一個74HC595中并由單片機的P25腳控制74HC595將這八位數(shù)據(jù)存入存儲寄存器中單片機的TXD腳與74HC595的移位寄存器時鐘輸入腳相連控制74HC595的移位輸出74HC595的Q7是串行數(shù)據(jù)輸出端與下一個74HC595的串行數(shù)據(jù)輸入端相連將數(shù)據(jù)不斷傳向下一個74HC59574HC595的輸出控制LED點陣顯示屏的列控制要選通的燈珠從而在動態(tài)情況下顯示出預(yù)設(shè)的漢字程1．問題LED點陣屏不清晰而且通過數(shù)字萬用表測試驅(qū)動LED點陣屏的輸入電壓一直不變也就是說LED點陣屏16行的所有二極管的正極一直是高電平與設(shè)計的16行循環(huán)設(shè)置為高電平矛盾解決方法遇到此類問題很可能就是電路連接有錯誤用數(shù)字萬用表測試74LS138的輸出是循環(huán)選通輸出而且16個TIP127功率放大管同時壞掉的概率極低那必然是TIP127的連接有問題TIP127是PNP型管經(jīng)過仔細(xì)查看集電極發(fā)射極的連接端完全連錯了發(fā)射極接高電平BE端導(dǎo)通集電極為輸出端驅(qū)動LED點陣屏調(diào)換線路后電路基本工作正常可以肯定原理沒問題2．問題控制部分與LED點陣顯示屏部分連接時不能下載程序解決方法斷開兩部分的連接即可但是調(diào)試程序時需要頻繁的下載程序因此為了方便起見在顯示屏部分的串行數(shù)據(jù)傳輸線和時鐘信號傳輸線設(shè)置焊接上兩個開關(guān)下載程序時關(guān)斷顯示時連接34設(shè)計硬件電路過程總結(jié)段由于是仿真很多電壓電流的輸出與實際情況有些不符在仿真LED點陣顯示屏行驅(qū)動部分由于74HC138譯碼器的輸出電流較小不能同時驅(qū)動八個LED點陣顯示屏因此使用了TIP127高功率放大管從而才能滿足電路的需求然而在仿真階段74HC138譯碼器的輸出與要驅(qū)動的LED點陣屏個數(shù)無關(guān)高功率放大管與實物也是不同的因此再使用高功率放大管一是多此一舉二是并不能實現(xiàn)預(yù)期效果甚至是不出結(jié)果直接將74HC138譯碼器的輸出連接至LED點陣屏的行便可實現(xiàn)預(yù)期效果但是在仿真階段也要根據(jù)自己設(shè)計的電路清楚各部分的電壓電流輸出等情況否則即使在仿真階段實現(xiàn)了在實際調(diào)試電路是也會出現(xiàn)諸多問題所以清楚的了解電路的各部分功能各部分輸出的電壓電流等才能在實際硬件調(diào)試時快速的找到問題的根源順利解決問題仿真階段有其優(yōu)點就是連線方便用總線然后引腳上注上標(biāo)簽沒用導(dǎo)線連接的兩端仿真就連上了視覺上不會給人凌亂的感覺LED點陣顯示屏實際要連接256根線焊點也至少需要512個實際操作起來雖然焊接簡單但是焊點太多是很費功夫的事情使用仿真軟件就不同在總線上注上標(biāo)號要連接的就是通路了線路少直觀而且仿真時不用過多的考慮短路虛接等問題它不會因為這些原因燒掉芯片加高成本仿真階段只需一臺安裝了Proteus和Keil u Vision3兩個軟件的電腦最好能上網(wǎng)因為在仿真階段也會遇到很多問題便于上網(wǎng)查閱例如一些芯片手冊一些自己第一次遇到的問題芯片手冊直接搜索就可以查到而一些電路上的問題就需要到論壇里去問一些做過相關(guān)的也遇到了類似問題的網(wǎng)友請求他們的幫忙畢竟理論與實際有一些不同即使是仿真電路而且我們可以到Proteus的論壇里去找到仿真時遇到的問題他們會非常愿意幫助我們遇到問題就可以大家一起解決一起進步遇到的問題越多以后做其它的東西遇到問題就可以迅速的找到解決的辦法麻煩了現(xiàn)在方便了將來同時也充實了自己的知識儲備總之在學(xué)生階段還沒有任何收入的情況下又想發(fā)展自己的興趣愛好使用Proteus51系列單片機這個系列單片機在實際生活中已有很多應(yīng)用因此在調(diào)試過程中遇到的很多問題都可以在網(wǎng)上找到答案在調(diào)試單片機的串口下載時即使是第一次使用232芯片但我以前接觸的所有芯片的電源端和地端都是芯片的兩個對角例如16腳的芯片它會將電源端設(shè)在16腳地端設(shè)在8腳40腳芯片會將電源端設(shè)在40腳地端設(shè)在20腳因此在焊接232芯片時我把16腳接上了電源但在芯片引腳圖的對角位置并沒發(fā)現(xiàn)地端還以為這個芯片就沒有地端當(dāng)時沒有多思考就過去了為了測試控制部分電路我在P27腳接上了一個發(fā)光二極管與電腦連接好后就開始下載程序但發(fā)現(xiàn)電腦顯示的界面怎么也是下不進去測試了幾次終不能成功就懷疑電路的焊接問題由于單片機的控制部分電路是比較常見的所以一般原理圖不會出現(xiàn)問題Proteus中的原理圖沒有設(shè)電源端和地端電源時5V不過可以設(shè)定自己看了一遍芯片圖和原理圖發(fā)現(xiàn)232芯片的地端是15腳與電源端緊鄰這時又驚又喜迅速的將15腳與地相連再用電腦下程序到單片機很順利就通過了測試的二極管開始閃爍控制部分的電路就是成功了通過232芯片的引腳設(shè)定問題我提醒自己一定不要再總按經(jīng)驗或者是常理來解決問題同時也讓我很明確的知道芯片的電源端和地端不一定是對角設(shè)定的而且在查閱過程中還發(fā)現(xiàn)一些芯片是沒有地端一些運放芯片連接的是正負(fù)電壓41匯編語言與C語言42 C語言的突出優(yōu)點1．語言簡潔使用方便靈活2．可移植性好3．表達(dá)能力強4．表達(dá)方式靈活5．可進行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計6．可以直接操作計算機硬件7．程序具有堅固性8．生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高43漢字顯示的原理我們以UCDOS中文黑體字庫為例沒一個字由16行16列的點陣組成顯示即國標(biāo)漢字庫中的沒一個字均由256點陣來表示我們可以把沒一個點理解為一個像素而把每一個字的字形理解為一幅圖像事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形我們以顯示漢字大為例來說明其掃描原理圖為漢字大的點陣組成對于一個漢字字模數(shù)據(jù)的提取是按由左到右由上到下的順序提取的即先提取第一行的前八位和后八位然后第二行直至最后一行一個點陣漢字需要32字節(jié)的字模來顯示就是這樣得出來的字模數(shù)據(jù)的提取順序決定了漢字顯示的掃描方式按照以上字模的提取順序可以得出該系統(tǒng)的點陣漢字掃描方式時行掃描譯碼器在某一時刻只會有一個低電平輸出即TIP127大功率管導(dǎo)通集電極端輸出為高電平使點陣模塊內(nèi)部發(fā)光二極管的正輸入端為高電平只要這一行對應(yīng)的列給的是低電平相應(yīng)的二極管就會點亮點陣屏的行是從第一行順序掃描的點亮第一行的同時給列對應(yīng)的數(shù)據(jù)即上面提到的前兩個16進制數(shù)以此類推行掃描從第一行掃到最后一行時時間很短由于人眼的滯留現(xiàn)象很難察覺到屏幕在一行一行的點亮16行掃描完一遍給我們視覺上的效果就是一個完整的漢字以上是一個字的掃描本系統(tǒng)需要同時顯示四個字掃描的原理不會變只不過譯碼器的輸出端要驅(qū)動8塊88的點陣顯示屏因此使用TIP127大功率管放大輸出電流當(dāng)給某一行高電平的同時要把四個漢字的列數(shù)據(jù)輸入到點陣模塊的列端比如給了第一行高電平要顯示的四個字每個字的前兩個字都要同時輸入到它們的列端由這個原理可以看出無論顯示何種字體或圖像都可以用這種方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上漢字大的掃描代碼為0x30x00x30x00x30x00x30x00x7F0xFC0x7F0xFC0x30x00x30x00x30x00x70x800x60xC00xC0x600x180x300x300x180x600xC0x00x0圖41 漢字大的點陣圖44漢字點陣碼的生成每個漢字有個二進制編碼叫漢字國標(biāo)碼在我國漢字代碼標(biāo)準(zhǔn)GB231280中有6763個常用漢字規(guī)定了二進制編碼每個漢字使用2個字節(jié)GB231280 GB2312將代碼表分為94個區(qū)對應(yīng)第一字節(jié)每個區(qū)94個位對應(yīng)第二字節(jié)兩個字節(jié)的值分別為區(qū)號值和位號值加3220H 因此也稱為區(qū)位碼0109區(qū)為符號數(shù)字區(qū)1687區(qū)為漢字區(qū)1015區(qū)8894區(qū)是有待進一步標(biāo)準(zhǔn)化的空白區(qū)GB2312將收錄的漢字分成兩級第一級是常用漢字計 3755個置于1655區(qū)按漢語拼音字母筆形順序排列第二級漢字是次常用漢字計3008個置于5687區(qū)按部首筆畫順序排列故而 GB2312最多能表示6763個漢字鍵盤是當(dāng)前微機的主要輸入設(shè)備輸入碼就是使用英文鍵盤輸入漢字時的編碼目前我國已推出的輸入碼有數(shù)百種但用戶使用較多的約為十幾種按輸入碼編碼的主要依據(jù)大體可分為順序碼音碼形碼音形碼四類如保字用全拼輸入碼為碼為BAO用區(qū)位碼輸入碼為1703用五筆字型則為WKS 計算機只識別由01組成的代碼ASCII碼是英文信息處理的標(biāo)準(zhǔn)編碼漢字信息處理也必須有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)編碼我國國家標(biāo)準(zhǔn)局于1981年5月頒布了《信息交換用漢字編碼字符集基本集》代號為GB231280共對6763個漢字和682個圖形字符進行了編碼其編碼原則為漢字用兩個字節(jié)表示每個字節(jié)用七位碼高位為0國家標(biāo)準(zhǔn)將漢字和圖形符號排列在一個94行94列的二維代碼表中每兩個字節(jié)分別用兩位十進制編碼前字節(jié)的編碼稱為區(qū)碼后字節(jié)的編碼稱為位碼此即區(qū)位碼如保字在二維代碼表中處于17區(qū)第3位區(qū)位碼即為1703 國標(biāo)碼并不等于區(qū)位碼它是由區(qū)位碼稍作轉(zhuǎn)換得到其轉(zhuǎn)換方法為先將十進制區(qū)碼和位碼轉(zhuǎn)換為十六進制的區(qū)碼和位碼這樣就得了一個與國標(biāo)碼有一個相對位置差的代碼再將這個代碼的第一個字節(jié)和第二個字節(jié)分別加上20H就得到國標(biāo)碼如保字的國標(biāo)碼為3123H它是經(jīng)過下面的轉(zhuǎn)換得到的1703D－ 1103H